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Hintergrund: Der schwäbische Ölschiefer - Fauna (Biologie)

Ammoniten

  • Ammonitenversteinerung
  • Ammonitengehäuse
  • Nautilusgehäuse
  • Nautilus

Ihren Namen verdanken die Ammoniten ihrem spiralig eingerollten Gehäuse, das an das Widdergehörn des Gottes Ammon erinnert. Vielfach werden sie mit Schnecken verwechselt, doch in Wirklichkeit handelt es sich um Kopffüßer (Cephalopoden), die auch als Tintenfische bezeichnet werden.

Die Ammoniten sind seit der Kreidezeit ausgestorben. Man weiß daher nicht genau, wie sie gelebt haben. Doch gibt es im Indischen und Pazifischen Ozean heute noch den Nautilus, dessen Gehäuse dem der Ammoniten sehr ähnlich ist.

Die Gesteine, in denen wir die Ammoniten heute finden, geben uns ebenfalls Aufschluß über den Lebensraum dieser Cephalopoden. Sie haben sich bevorzugt in den flachen Schelfmeeren aufgehalten. Manche lebten am Boden, andere schwammen im freien Wasser, und wieder andere zogen sich sogar in Höhlen zurück.

Die ersten Ammoniten lebten im Devon vor etwa 400 Millionen Jahren. Bis zum Ende der Kreidezeit bevölkerten sie mit vielen tausend Arten die Meere. Einige waren mit nur wenigen Millimetern Größe bereits ausgewachsen, andere wurden über zwei Meter groß. Die Gehäuse zeigen verschiedenste Formen. Dieser Formenreichtum und die große Geschwindigkeit, mit der sich neue Arten entwickelten, machen die Ammoniten auch für Geologen besonders wertvoll, da sie als "Leitfossilien" zur Datierung von Gesteinen verwendet werden können.

Ammoniten und gehören zu den Tintenfischen. In großer Zahl besiedelten sie das Jurameer. Heute sind die Ammoniten aus den Weltmeeren verschwunden. Nur ein entfernter Verwandter hat überlebt: Nautilus - ein lebendes Fossil.

  • Illustration: Rekonstruktion eines lebenden Ammoniten
  • Illustration: Querschnitt durch einen Ammoniten

Seelilien

Seelilien sind nicht etwa Pflanzen, wie der Name vermuten läßt, sondern es sind Tiere, die zu den Stachelhäutern (Echinodermen) gehören, wie auch die Seeigel und Seesterne. Der Namen kommt von der äußeren Gestalt, die an blühende Pflanzen erinnert. Seelilien sind seit dem Erdaltertum (Mittelkambrium) bekannt, aber auch in den heutigen Meeren leben noch farbenprächtige Vertreter dieser seltsamen Tiere.

Seelilien lebten zu Hunderten auf schwimmenden Baumstämmen, die durchs Meer trieben. Am Ende ihrer meterlangen Stiele sitzt eine Krone mit zahlreichen Fangarmen, die winzige Lebewesen aus dem Wasser filtern. Nur wenige gestielte Seelilien-Arten haben bis heute überlebt. Sie siedeln nicht auf Treibholz, sondern sitzen fest auf dem Meeresboden.

Das kalkige Skelett der Seelilien besteht aus vielen Einzelelementen und weist oft eine Dreigliederung in Wurzel, Stiel und Krone auf. Die Wurzel dient der Verankerung am Untergrund. Sie kann dem Wurzelstrunk eines Baumes ähnlich sehen oder als Haftscheibe entwickelt sein. Der Stiel ist aus zahlreichen zylinderförmigen Elementen, den Stielgliedern oder Trochiten, zusammengesetzt. Diese Stielglieder können fünfeckig oder kreisrund sein und zeigen auf der Fläche zwischen den einzelnen Gliedern feine Riefen. In regelmäßigen Abständen können die Stielglieder auch Anhänge tragen, die Cirren. Mit diesen halten sich Seelilien, die keine Wurzel haben am Boden fest. Oben sitzt die Krone, die sich in Arme und Kelch gliedert. Beide sind wiederum aus vielen Einzelelementen zusammengesetzt.

Die inneren Organe der Tiere befinden sich im Kelch. Aus diesem wachsen die Arme (meist fünf oder ein Vielfaches davon) mit zahlreichen Abzweigungen, so daß sie wie Federn aussehen können. Mit den Armen filtert die Seelilie kleine Lebewesen aus dem Wasser. Diese Nahrung befördert sie in Rinnen entlang der Arme zum Mund.

Seirocrinus subangularis, die Seelilien aus dem Ölschiefer, sind nicht nur wegen ihrer hervorragenden Erhaltung eine Besonderheit, sondern auch wegen ihrer speziellen Lebensweise. Zur Lias-Zeit waren sie an Holzstämme angeheftet, die als Treibholz im Meer drifteten. Die Tiere trieben mit der Krone nach unten hängend als "blinde Passagiere" im Meer. Mit der Zeit waren die Stämme mit Wasser vollgesogen und sanken mitsamt den Seelilien zu Boden.

  • Seelilie
  • Seelilie heute
  • Versteinerung eines Seelilien-Kelchs
  • Versteinerung eines Seelilien-Kelchs
  • Beschriftete Zeichnung einer Seelilie mit Wurzel, Stilgliedern, Cirre, Kelch und Fangarmen

Ichthyosaurier

Ichthyosaurier waren wasserbewohnende Reptilien. Ihre Vorfahren lebten vermutlich an Land und besaßen Schreitextremitäten. Diese veränderten sich mit der Anpassung an das Leben im Wasser. Die einzelnen Knochen von Armen und Beinen wurden immer kürzer, die Fingerknochen wurden flach und kreisrund, aus Armen und Beinen wurden Flossen.

Die Stromlinienform finden wir auch bei Säugetieren wie den Delphinen. Es kommt durch die Anpassung an den Lebensraum, wenn Arten, die nicht miteinander verwandt sind, ähnlich aussehen; Biologen sprechen von Konvergenz. Dennoch hätte man Delphine mit ihrer waagrechten Schwanzflosse leicht von Ichthyosauriern unterscheiden können, deren Schwanzflosse senkrecht stand. Die beiden sind sich natürlich nie begegnet. Als die Delphine auftauchten, waren die Ichthyosaurier bereits steinhart.

  • Computergrafik: Delphin und Ichtyosaurier

Ichthyosaurier erbeutet Plesiosaurier. Der Künstler konnte damals nicht wissen, daß der Ichthyosaurier eine Rückenflosse hatte. Denn erst Jahrzehnte später fand man diese Versteinerung, bei der die Umrisse des Körpers zu erkennen sind, auch die Rückenflosse. Der Ichthyosaurier soll ein schneller Schwimmer gewesen sein, angetrieben von der kräftigen Schwanzflosse. Die Steuerung übernahmen die Vorderflossen.

  • Gemälde: Ichthyosaurier erbeutet Plesiosaurier

In Anpassung an das Wasserleben mußte sich aber auch die Art der Fortpflanzung ändern. Während die meisten anderen Reptilien ihre Eier im Boden ablegen und von der Sonne ausbrüten lassen, haben die Ichthyosaurier im Wasser lebende Junge zur Welt gebracht, da sie nicht mehr das Land aufsuchen konnten. 1749 fand man das erste Skelett eines Saurierweibchens mit einem Embryo im Leib. Aus dem Lias-epsilon-Ölschiefer sind Ichthyosaurier mit Erhaltung der Weichteile (in Form eines schwarzen Belags) bekannt, dank derer man weiß, daß diese Saurier eine fleischige Rücken- und eine kräftige Schwanzflosse besaßen. Die Schwanzflosse war senkrecht orientiert, wobei die Schwanzwirbelsäule in die untere Hälfte der Flosse abknickte. Die Ichthyosaurier bewegten sich vor allem durch rhythmisches Schlagen mit der Schwanzflosse vorwärts, während die zu Paddeln ausgebildeten Extremitäten hauptsächlich der Steuerung dienten. Orientieren mußten sich die Tiere mit Hilfe der Augen. Für recht große Augen sprechen die auffallend weiten Augenöffnungen, in denen sich allerdings noch ein Ring aus Knochenplatten befand. Die Nahrung der Ichthyosaurier bestand aus Kopffüßern und Fischen, die sie mit dem zur langen Schnauze ausgezogenen, mit zahllosen Zähnen bewehrten Maul ergriffen. Die vielen Ichthyosaurier-Funde aus dem Ölschiefer gehören drei Gattungen an. Stenopterigius ist der kleinste und zugleich der häufigste unter ihnen. Er wurde selten größer als 3-4 Meter. Temnodontosaurus und Eurhinosaurus, die beiden anderen Gattungen, sind sehr viel seltener. Sie erreichten eine Größe von über 10 Meter. Wirbelfunde lassen sogar auf eine Körpergröße von 15-20 Meter schließen.

Die meisten Meeres-Saurier krochen an Land, um ihre Eier abzulegen. Ichthyosaurier-Weibchen brachten dagegen im Wasser ihre Jungen zur Welt. Sie waren bereits im Mutterleib aus den Eiern geschlüpft.

  • Fossil: Schwanzflosse eine Ichtyosauriers
  • Fossil: Skelett eines Ichtyosaurier-WeibchensZwischen den Rippen der Mutter: die Wirbel-Knochen von drei weiteren Embryonen.

Flugsaurier

Flugsaurier waren die ersten flugfähigen Wirbeltiere. An der Wende zwischen Kreide und Tertiär vor 65 Millionen Jahren fielen sie dem großen Sauriersterben zum Opfer. Seit der jüngeren Triaszeit, also vor mindestens 140 Millionen Jahren, beherrschten sie den Luftraum der Erde. Die vorderen Gliedmaßen entwickelten sich zu Flugarmen. Der vierte Finger der Hand war extrem verlängert und bildete einen Holm zur Anheftung einer Flughaut. Der fünfte Finger fehlte, die ersten drei waren kurz und trugen kräftige Krallen. Die Flügelspannweite lag meist zwischen 50 cm und 2 Meter. Quezalcoaltlus erreichte allerdings 11-12 Meter. Die meisten Flugsaurier waren Raubtiere, die sich hauptsächlich von Fischen ernährten. Darauf weisen die vielen, langen und spitzen Zähne hin.

Manche Flugsaurier flogen weit aufs Meer hinaus und jagten dort nach Fischen. Jahrmillionen bevor die ersten Vögel auf der Welt erschienen beherrschten Flugsaurier die Lüfte. Ihre Körperform rekonstruierten Wissenschaftler aus Knochenresten.

  • Fossil eines FlugsauriersDieser Flugsaurier hatte zwei Meter Flügelspannweite.

Da das Fliegen einen hohen Energieaufwand erforderte, entwickelte sich bei den Flugsauriern möglicherweise die Warmblütigkeit. So war gewährleistet, daß die nötige Energie stets gleichmäßig zur Verfügung stand. Zunächst nahm man an, daß die Pterosaurier, wie man sie wissenschaftlich nennt, Gleitflieger waren. Heute vermutet man aber, daß sie sehr gute und wendige Flieger waren.

Aus dem Lias epsilon kennt man fünf Flugsaurier-Arten, deren Flügelspannweite ein bis zwei Meter erreichte, bei einem Exemplar wahrscheinlich sogar 4 Meter. Sie lebten an den Küsten des damaligen Meeres. Ihr Lebensraum war also nicht das Meer selbst. Deshalb gehören sie auch zu den großen Seltenheiten in den Ölschieferablagerungen.

  • Skelett eines Flugsauriers
  • Zeichnung: Flugsaurier
  • Modell: Flugsaurier
  • Gemälde: Flugsaurier

Belemniten

Der "Donnerkeil", oder auch "Teufelskralle", gehört zu den häufigsten Jura-Fossilien. Das geschoßförmige Rostrum, das aus Kalkspat besteht, war der hintere Teil des Skeletts eines Belemniten. Die ausgestorbenen Kopffüßer, sahen ähnlich aus, wie die heutigen Kalmare und konnten wahrscheinlich genauso schnell schwimmen. Das Rostrum diente als Gegengewicht zu dem relativ schweren Kopf und ermöglichte so eine horizontale Schwimmlage. Wahrscheinlich setzten die Sehnen der Flossenmuskulatur am Rostrum an. Möglicherweise schützte es außerdem, wie eine "Stoßstange", den Weichkörper vor Verletzungen. Als Stechwaffe wurde das Rostrum sicher nicht eingesetzt, da es unter der Haut lag. Das kegelförmige Phragmokon, das als Auftriebsorgan diente, lag in einer Höhlung des Rostrums.

  • Zeichnung: Belemnit
  • Belemnitenfeld - Fund 1983

Lieblingsspeise der Ichthyosaurier: Kleine Tintenfische. Der Maler hatte richtig geraten. Zu seiner Zeit nannte man solche Versteinerungen 'Donnerkeile', weil sie meistens nach heftigen Gewitterregen entdeckt wurden. Daß es sich um den Skelett-Teil eines Belemniten, eines urtümlichen Tintenfisches, handelt, konnte erst 1983 belegt werden.

  • Gemälde: Ichthyosaurier beim Fressen

Besonders häufig sind Belemniten im Lias gamma und delta. Wenn die Rostren in weichem Ton eingebettet sind, können sie durch Regenschauer ausgewaschen werden und liegen dann zu Tausenden als sogenanntes "Belemniten-Schlachtfeld" auf dem Boden. Die Entdeckung solcher Rostrenansammlungen führte zu dem Namen "Donnerkeile", weil man annahm, daß der Donnergott Thor sie auf die Erde geschleudert hat. Als Schutz vor Blitzschlag legte man die Donnerkeile unters Dach. Die Geschoßform verleitete die Menschen dazu, sie als Schutz vor Hexenschuß und zur Abwehr böser Geister bei sich zu tragen. Es gab fast keine Krankheit gegen die nicht Belemniten-Rostren, zu Pulver vermahlen und eingenommen oder auf Entzündungen aufgetragen, helfen sollten. Zu solchen abergläubischen Vorstellungen trug bei, daß man fast immer nur das Rostrum fand und sich von einem kompletten Tier kein Bild machen konnte.

Funde von vollständigen Belemniten sind erst seit 1983 bekannt und sehr selten. Diese zeigen, daß sie einen Tintenbeutel und zehn Arme besaßen, die aber nicht mit Saugnäpfen sondern mit Fanghäkchen besetzt waren. Ein Hakenpaar war bei den Männchen stark vergrößert, wahrscheinlich um bei der Paarung das Weibchen festzuhalten. Die Tinte ist als harter Gagat erhalten. Voraussetzung für eine solche Erhaltung war, daß das Phragmokon, z.B. durch den Biß eines Fisches, beschädigt wurde und die Leiche dadurch vor der Zersetzung auf den Meeresboden sank. Die zahlreichen Belemnitenarten des Jura unterscheiden sich in der Form ihres Rostrums. Im Lias epsilon kann man eine Entwicklungsreihe von kurzen, dicken zu langen, schlanken Exemplaren verfolgen.

Plesiosaurier

Ende des 19. Jahrhunderts entstand dieses Gemälde. Es spiegelt die damalige Vorstellung vom Leben im Jura-Meer wider. Diese überhöhte Darstellung beruht aber nicht allein auf der Phantasie des Künstlers, denn man hatte damals schon versteinerte Skelette von Meeresechsen gefunden, zum Beispiel von Plesiosauriern.

Das Skelett eines Plesiosauriers, zu deutsch Schlangenhals-Saurier. Sie waren bis zu fünf Meter lang und paddelten mit ihren breiten Flossen wie Meeres- schildkröten. Mit dem langen, schlangenförmigen Hals konnten Plesiosaurier blitzschnell reagieren. Sie erbeuteten vor allem Fische und Ammoniten.

  • Gemälde Jura-Meer von Friedrich Rolle, Kampf Plesio-Ichthyosaurier
  • Versteinerung Plesiosaurier - freischwebendes Skelett
  • Computergrafik: Schwimmender Plesiosaurier

Andere ...

Fische

Aus dem Ölschiefer des Lias epsilon sind zahlreiche Fischreste und vollständige Skelette von über 2 Dutzend Arten bekannt. Aletrtümliche Schmelzschupper (Chondrostei und Holostei) waren die weitaus häufigsten Fische. Von diesen einst formenreichen Gruppen leben heute nur noch wenige Arten: Störe, Flösselhechte, Knochenhechte und Schlammfische. Das Skelett der Schmelzschupper ist nur teilweise verknöchert. Der kräftige Schuppenpanzer stützt zusätzlich den Körper. Die Schuppen sind mit einem glänzenden Belag aus Ganoin, einem zahnschmelzähnlichen Stoff, überzogen, der bei den modernen Knochenfischen nicht zu finden ist. Große Raubfische im Lias epsilon-Meer waren Haie der Gattung Hybodus. Von diesen Haien wurde ein Exemplar gefunden, dessen Mageninhalt erhalten ist: Belemnitenrostren oder auch "Donnerkeile" genannt. Beachtliche Größe mit ca. 1,30m erreichte der Raubfisch Saurosteus. Lepitdotes und Dapedium waren bis 100 cm große Fische, die ein dichtes Schmelzschuppenkleid trugen und ähnlich den heutigen Karpfen ein eher gemächliches Dasein führten. Chondrosteus, ein Vorfahre der heutigen Störe, erreichte eine Größe von über 3 Metern. Demgegenüber war Leptolepis, ein Schwarmfisch, der kleinste Fisch im damaligen Meer.

Krokodile

Die Krokodile haben sich seit etwa 200 Millionen Jahre kaum verändert. Die im Lias epsilon gefundenen Exemplare haben ähnlich ausgesehen wie die indischen Ganges-Gaviale heute. Neben den Vögeln sind Krokodile die nächsten heute noch existiereden Verwandte der Dinosaurier. Man kann sie deshalb als "lebende Fossilien" bezeichnen. Im Gegensatz zu den Ichthyosauriern konnten sich die Krokodile auch an Land fortbewegen. Sie vergruben ihre Eier am Ufer im Sand. Die Jungtiere hielten sich noch längere Zeit in Ufernähe auf, bevor sie zum ersten Mal ins offene Meer schwammen. Deshalb findet man nur äußerst selten Reste kleiner Krokodile. Heutige Krokodile schlucken runde Steine. Man glaubte zunächst, daß diese als "Magensteine" die Nahrung zerkleinern. Heute weiß man, daß die Steine als Ballast und zur Lageorientierung dienen. Sie drücken je nach Lage der Tiere auf verschiedene Stellen der Magenwand. Nach ähnlichem Prinzip arbeiten die Gleichgewichtsorgane im Innenohr des Menschen. Auch bei Krokodilen aus dem Ölschiefer findet man bisweilen runde Kieselsteine in der Magengegend.

Muscheln, Krebse, Seeigel

Zu nennen wären besonders die Muscheln, zumal die alte Bezeichnung einer Muschelart, Posidonia bronni, namensgebend für den Posidonienschiefer war. Muscheln gehören zu den häufigsten Kleinfossilien. Viele, besonders Austern, sind auf anderen Fossilien, z.B. Ammoniten, festgewachsen. Andere trieben, wie die Seelilien, an Baumstämmen und an Algen durch das Meer. Manche Arten waren auch an das sauerstoffarme Milieu am Boden angepaßt (vielleicht in einer Symbiose mit Schwefelbakterien). Bodenbewohnende Muscheln ohne derartige Anpassungen sind in bestimmeten Schichten des Lias epsilon zu finden. Das zeigt, daß die lebensfeindlichen Bedingungen am Meeresboden durch lebensfreundliche Abschnitte unterbrochen waren. Bei Krebsen sind besonders die "Entenmuscheln" zu nennen. Sie gehören wie die Seepocken zu den Rankenfußkrebsen. Mit ihrem biegsamen Stiel waren sie, wie die Seelilien, an Treibholz festgewachsen. Daneben kennt man aus dem Lias epsilon verschiedene Gattungen von Zehnfußkrebsen. Von Seeigeln findet man hauptsächlich die Stacheln. Funde von ganzen Gehäusen sind dagegen sehr selten. Was manchmal aussieht wie vollständige Seeigel sind sogenannte "Seebälle" aus Seeigelstacheln.

Mikrofossilien

Mikrofossilien sind Gehäuse von Einzellern (Foraminiferen, Radiolarien und Diatomeen) oder von Muschelkrebsen (Ostracoden). Auch Bruchstücke und einzelne Skelettelemente größerer Organismen zählen hierzu. Durch ihre Größe sind sie leider nur mit einem Mikroskop zu erkennen, allerdings sind sie sehr häufig, so daß man sie schon in sehr kleinen Gesteinsproben findet. Große Bedeutung haben die Mikrofossilien, vor allem Foraminifern und Ostracoden, in der Statigraphie, der relativen Datierung der Gesteine.

Auch heute kommt es in Gewässern zu Faulschlammbildung

Der Eintrag von organischen und mineralischen Stoffen, z. B. in einen See, verbessert die Enährungsgrundlage von Produzenten und Konsumenten enorm. Dadurch sind Phytoplankton, Zooplankton, Bakterien und gelöste mineralische und organische Stoffe, besonders Phosphat und Nitrat, reichlich vorhanden, der See ist nun eutroph. In solchen Gewässern kommt es zu Massenentwicklungen der Produzenten in der Nährschicht. Das Oberflächenwasser ist mit Sauerstoff so übersättigt, daß schließlich der nicht mehr lösliche Teil in die Luft entweicht. Organische Verunreinigungen und der leicht aufschließbare Teil der abgestorbenen Produzenten werden von aeroben Destruenten mineralisiert. Dies führt zu einer erhöhten Sauerstoffzehrung. Die Erhöhung des Nährstoffgehalts bewirkt eine stetige Steigerung der Biomassenproduktion. Da die Produzenten absterben fällt zusätzliches organisches Material an, das die mikrobiellen Zersetzungsprozesse weiter antreibt. Die Sauerstoffvorräte nehmen dadurch mit zunehmender Tiefe immer mehr ab. Wird die Sauerstoffbilanz negativ, setzen anaerobe Fäulnisprozesse ein. Dabei werden aus sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen Kohlendioxid und dann Methan abgespalten. Durch den anaeroben Abbau von Eiweiß wird Ammoniak und Schwefelwasserstoff gebildet. Vom Grund steigen jetzt übelriechende Gasblasen (Faulgas) nach oben und die unvollständig zersetzte Biomasse reichert sich am Boden als Faulschlamm an. Eisen (III)-Ionen werden nun am Boden zu Eisen (II)-Ionen reduziert. Durch diesen Vorgang wandelt sich im Sediment gefälltes Eisen (III)-phosphat in lösliches Eisen (II)-phosphat um. Durch Wasserbewegungen, unter anderm durch die aufsteigenden Gasblasen, erreicht es teilweise die Nährschicht des Sees und bewirkt eine weitere Steigerung der Biomasse-Produktion, da Phosphat ein Minimumfaktor für das Algenwachstum darstellt. Infolge der nun noch höheren Sauerstoffverluste kommt es zu einer gesteigerten Faulgas- und Faulschlammbildung.